Иод-131 (йод-131, 131I) — искусственный радиоактивный изотоп иода. Период полураспада около 8 суток, механизм распада — бета-распад. Впервые получен в 1938 году в Беркли.
Является одним из значимых продуктов деления ядер урана, плутония и тория, составляя до 3 % продуктов деления ядер. При ядерных испытаниях и авариях ядерных реакторов является одним из основных короткоживущих радиоактивных загрязнителей природной среды. Представляет большую радиационную опасность для человека и животных в связи со способностью накапливаться в организме, замещая природный иод.
Применяется в медицине для радиойодтерапии щитовидной железы.
Удельная активность ~4,6 Бк на грамм.
Образование и распад Иод-131 является дочерним продуктом −-распада изотопа 131Te (период полураспада последнего составляет 25,0(1) мин):
В свою очередь теллур-131 образуется в природном теллуре при поглощении им нейтронов стабильным природным изотопом теллур-130, концентрация которого в природном теллуре составляет 34 % ат.:
Эта реакция используется для искусственного получения 131I в лабораториях; однако основным источником поступления иода-131 в окружающую среду является деление ядер урана и плутония в ядерной энергетике.
131I имеет период полураспада 8,02 суток и является бета- и гамма-радиоактивным. Он распадается с испусканием -частиц с максимальной энергией 0,807 МэВ (наиболее вероятны каналы бета-распада с максимальными энергиями 0,248, 0,334 и и вероятностями соответственно 2,1 %, 7,3 % и 89,9 %), а также с излучением -квантов с энергиями от 0,08 до (наиболее характерная гамма-линия, используемая на практике для идентификации иода-131, имеет энергию и излучается в 82 % распадов); излучаются также конверсионные электроны и рентгеновские кванты. При распаде 131I превращается в стабильный 131Xe:
Получение Основные количества 131I получают в ядерных реакторах путём облучения теллуровых мишеней тепловыми нейтронами. Облучение природного теллура позволяет получить почти чистый иод-131 как единственный конечный изотоп с периодом полураспада более нескольких часов.
В России 131I получают облучением на Ленинградской АЭС в реакторах РБМК. Химическое выделение 131I из облученного теллура осуществляется в НИФХИ им. Л. Я. Карпова. Объём производства позволяет получить изотоп в количестве, достаточным для выполнения 2…3 тысяч медицинских процедур в неделю.
Иод-131 в окружающей среде Выброс иода-131 в окружающую среду происходит в основном в результате ядерных испытаний и аварий на предприятиях атомной энергетики. В связи с коротким периодом полураспада, через несколько месяцев после такого выброса содержание иода-131 опускается ниже порога чувствительности детекторов.
Иод-131 считается наиболее опасным для здоровья людей нуклидом, образующимся при делении ядер. Это объясняется следующим: Относительно высоким содержанием иода-131 среди осколков деления (около 3 %). Период полураспада (8 суток), с одной стороны, достаточно велик, чтобы нуклид распространился по большим площадям, а с другой стороны, достаточно мал, чтобы обеспечить очень высокую удельную активность изотопа — примерно . Высокая летучесть. При любых авариях ядерных реакторов в первую очередь в атмосферу улетучиваются инертные радиоактивные газы, затем — иод. Например, при аварии на ЧАЭС из реактора было выброшено 100 % инертных газов, 20—50 % иода, 12—33 % цезия и всего 3—4 % остальных элементов. Иод очень подвижен в природной среде и практически не образует нерастворимых соединений. Иод является жизненно важным микроэлементом, и, в то же время, — элементом, концентрация которого в пище и воде невелика. Поэтому все живые организмы выработали в процессе эволюции способность накапливать иод в своем теле. У человека бо́льшая часть иода в организме концентрируется в щитовидной железе, но имеющей небольшую массу по сравнению с массой тела (12—25 г). Поэтому даже относительно небольшое количество радиоактивного йода, поступившего в организм, приводит к высокому локальному облучению щитовидной железы.
Основным источником загрязнения атмосферы радиоактивным иодом являются атомные электростанции и фармакологическое производство.
Радиационные аварии Оценка по радиологическому эквиваленту активности иода-131 принята для определения уровня ядерных событий по шкале INES.
Авария на АЭС Фукусима I в марте 2011 вызвала значительный рост содержания 131I в продуктах питания, морской и водопроводной воде в местностях вокруг АЭС. Анализ воды в дренажной системе 2-го энергоблока показал содержание 131I, равное , что превышает установленную в Японии норму по отношению к питьевой воде в 7,5 миллионов раз.
Санитарные нормативы по содержанию иода-131 Согласно принятым в России нормам радиационной безопасности НРБ-99/2009, решение об ограничении потребления продуктов питания обязательно принимается при удельной активности иода-131 в них, равной (при удельной активности от такое решение может приниматься по усмотрению уполномоченного органа).
Для персонала, работающего с источниками радиации, предел годового поступления с воздухом иода-131 составляет в год (дозовый коэффициент ), а допустимая среднегодовая объёмная активность в воздухе (это относится ко всем соединениям иода, кроме элементарного иода, для которого установлены ограничения соответственно в год и , и метилиода CH3I — в год и ). Для критических групп населения (дети в возрасте ) установлены ограничение на поступление иода-131 с воздухом , допустимая среднегодовая объемная активность в воздухе , допустимый предел поступления с пищей ; дозовый коэффициент для этой группы населения составляет при поступлении иода-131 с воздухом и — при поступлении с пищей.
Для взрослого населения при поступлении иода-131 с водой дозовый коэффициент составляет , а уровень вмешательстваУровень вмешательства — удельная активность, ниже которой никаких специальных мер к ограничению потребления принимать не требуется. . Для использования открытого источника I-131 его минимально значимая удельная активность (при превышении которой требуется разрешение органов исполнительной власти) равна ; минимально значимая активность в помещении или на рабочем месте равна , ввиду чего иод-131 относится к группе В радионуклидов по радиационной опасности (из четырёх групп, от А до Г, наиболее опасной является группа А).
При возможном присутствии иода-131 в воде (в зонах наблюдения радиационных объектов I и II категории по потенциальной опасности) определение его удельной активности в воде является обязательным«Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009). Санитарные правила и нормативы СанПин 2.6.1.2523-09» ..
Профилактика
В случае попадания иода-131 в организм возможно вовлечение его в процесс обмена веществ. При этом иод задержится в организме на длительное время, увеличивая продолжительность облучения. У человека наибольшее накопление иода наблюдается в щитовидной железе. Чтобы минимизировать накопление радиоактивного иода в организме при радиоактивном загрязнении окружающей среды, принимают препараты, насыщающие обмен веществ обычным стабильным иодом. Например, препарат йодида калия. При приеме калия йодида одновременно с поступлением радиоактивного иода защитный эффект составляет около 97 %; при приеме за 12 и 24 ч до контакта с радиоактивным загрязнением — 90 % и 70 % соответственно, при приеме через 1 и 3 ч после контакта — 85 % и 50 %, более чем через 6 ч — эффект незначительный.
Приём препаратов стабильного иода для профилактики облучения имеет смысл лишь в случае опасности попадания в организм радиоактивных изотопов иода, в частности, иода-131; такая опасность возникает при наличии в окружающей среде короткоживущих осколков деления (т.е. при выбросах из недавно действовавших ядерных реакторов и в результате ядерных взрывов). Сами по себе препараты иода, вопреки городской легенде, не являются радиопротекторами, не предотвращают эффекты ионизирующего излучения и не снижают полученную дозу внешнего облучения; они лишь уменьшают поступление радиоиода в щитовидную железу.
Применение в медицине Иод-131, как и некоторые другие радиоактивные изотопы иода (125I, 132I) применяются в медицине для диагностики и лечения некоторых заболеваний щитовидной железы: Лечение болезней, связанных с гиперфункцией щитовидной железы: гипертиреоз, диффузно-токсического зоба (болезни Грейвса). Чтобы вызвать эутиреоидное состояние при гипертиреозе, вводимая активность 131I составляет от 185 до 370 МБк. Лечение некоторых видов рака щитовидной железы, выявление его метастаз.
Изотоп применяется для диагностики распространения и лучевой терапии нейробластомы, которая также способна накапливать некоторые препараты иода.
В России фармпрепараты на основе 131I производит Обнинский филиал Научно-исследовательского физико-химического института имени Л. Я. Карпова.
Согласно нормам радиационной безопасности НРБ-99/2009, принятым в России, выписка из клиники пациента, лечившегося с использованием иода-131, разрешается при снижении общей активности этого нуклида в теле пациента до уровня .
Препараты: йобенгуан-131.
См. также Изотопы иода Щитовидная железа Рак щитовидной железы
Примечания
Ссылки Радиоактивный йод ANL factsheet Patient brochure on radioactive iodine treatment From the American Thyroid Association RadiologyInfo — The radiology information resource for patients: Radioiodine (I −131) Therapy Case Studies in Environmental Medicine: Radiation Exposure from Iodine 131 Sensitivity of Personal Homeland Security Radiation Detectors to Medical Radionuclides and Implications for Counseling of Nuclear Medicine Patients NLM Hazardous Substances Databank — Iodine, Radioactive
Категория:Изотопы иода